大学课件-化工原理-第4章传热3-2

有相变对流传热的特点①相变过程中产生大量相变热（潜热）例：水4.4.4蒸汽冷凝与液体沸腾kgkJrC/4.22581000时，汽化潜热CkgkJCpC00/187.41000，比热无相变相变一般的：hh②相变过程有其特殊传热规律③饱和相变温度恒定，与压力对应，便于控制。例：工厂中，常用压力表示饱和水蒸汽的等级(1)蒸汽冷凝机理▲蒸汽侧实际为蒸汽相和凝液相共存。▲传热热阻几乎全部集中在凝液相中冷凝方式：①膜状冷凝凝液呈液膜状（附着力大于表面张力），热量：蒸汽相→液膜表面→固体壁面②滴状冷凝凝液结为小液滴（附着力小于表面张力），有裸露壁面，直接传递相变热。问题：比较两种冷凝方式的表面传热系数h滴状冷凝h膜状冷凝，相差几倍到几十倍但工业操作：多为膜状冷凝(成熟)(2)膜状冷凝表面传热系数①努塞尔方程研究：垂直管外或壁面的膜状冷凝方法：真实模型→简化模型→数学模型求解◆膜状冷凝的真实过程h(3)膜状冷凝传热膜系数的经验关联受力分析、质量衡算、热量衡算实验①垂直管外或壁面上的冷凝1）液膜层流1800eR4132)(13.1tLgrh3188.1eRh2）液膜湍流4.0232)4()(0077.031rtLhgh4.00077.0eRhneCRhφ图4-33水平圆管外的膜状冷凝特征尺寸b：取管长l此式和实验结果基本一致。②水平管冷凝表面传热系数1）水平单管外冷凝理论计算：将竖壁对方位角做积分（0-1800）层流时，41032)(725.0tdgrh3151.1eRh)44Re(Mbm其中，蒸汽冷流体2）水平管束外的冷凝与单管外冷凝的区别各排管子相互影响，传热系数依次下降第一排管子：冷凝情况与单根水平管相同。其他各排管子：冷凝情况必受到其上排管流下冷凝液的影响。凝液量增加，液膜变厚，表面传热系数依次下降；扰动加剧，表面传热系数依次增加。41032)(725.0tndgrh理论计算平均值：4103/232)(725.0tdngrh实验值：3）水平管内冷凝特点：考虑蒸汽流速对h的影响(1）蒸汽流速不大时，凝液可顺利排出，可采用管外冷凝公式计算。(2）当蒸汽速度较大时，可能形成两相流动，应参考有关公式。蒸汽凝液不凝气(4)影响冷凝传热的因素◇冷凝液膜两侧的温度差：◇流体物性的影响：◇不凝性气体的影响：形成气膜，表面传热系数大幅度下降。httttwshr均影响、、、◇蒸气过热的影响：过热蒸汽，若壁温高于蒸气饱和温度，壁面无冷凝发生，传热过程与无相变对流传热相同；若壁温低于饱和温度，壁面有冷凝发生，按饱和蒸汽冷凝处理。◇蒸气流速的影响：流速不大时，影响可忽略；流速较大时，蒸气与液膜流动同向，h增大；流速较大时，蒸气与液膜流动反向，h减小。冷凝表面传热系数通常远大于对流表面传热系数tts作业：p3392124